【摘要】：自沖鉚技術是一種冷成型技術,它由沖頭將半空心鉚釘壓下刺穿上板在底板中呈喇叭狀張開變形,在兩層板或多層板中形成機械內(nèi)鎖。盡管自沖鉚是一種新型的薄板連接技術,但是它的機械性能比傳統(tǒng)的點焊好。自沖鉚技術已在汽車行業(yè)得到廣泛的應用,因此引起了其它工業(yè)領域廣泛的興趣。自沖鉚技術被譽為下一代連接技術,是汽車輕量化過程中的一項關鍵技術。有限元方法及計算機技術的發(fā)展為研究它的成型過程及參數(shù)優(yōu)化提供幫助,降低了研究成本。 為了更好的了解自沖鉚接頭成型過程及對過程參數(shù)進行優(yōu)化,本論文首先用數(shù)值方法及實驗方法研究了自沖鉚接頭的成型過程。用動力學軟件LS-DYNA基于Cowper-Symonds材料模型建立了2D軸對稱模型,用Lagrange方法及r-自適應網(wǎng)格劃分技術模擬了整個成型過程。結合實驗的力-位移曲線及接頭剖面圖驗證了模擬的合理性。分析了摩擦系數(shù)、過程成型時間、塑性應變比、自適應網(wǎng)格劃分時間間隔等參數(shù)對成型的影響,摩擦系數(shù)直接影響自沖鉚成型的質(zhì)量。 用ANSYS有限元軟件對不同彈性模量與不同泊松比的組合及不同彈性模量與不同密度組合的情況進行了模態(tài)分析。研究了單搭自沖鉚接頭的自由振動情況,發(fā)現(xiàn)泊松比對單搭自沖鉚接頭的固有頻率幾乎沒有影響；自沖鉚接頭的固有頻率隨著彈性模量的增加而增加,隨著密度的增加而減小。 在模態(tài)分析的基礎上分析了自沖鉚接頭在外載荷激勵下的響應狀況及在沖擊載荷下的瞬態(tài)性能。 最后研究了自沖鉚接頭及自沖鉚-粘復合接頭的拉伸剪切試驗,研究了其承載能力及破壞方式。從實驗結果來看主要有兩種破壞方式：鉚頭從下板中拉出及下板斷裂。 本文主要目的是實現(xiàn)自沖鉚過程數(shù)值模擬及研究自沖鉚接頭動力學性能,為更深一步的研究提供基礎。
[Abstract]:Self-punching riveting technology is a kind of cold forming technology, which press the semi-hollow rivets into the bottom plate by punching head and open and deform in the bottom plate, forming the mechanical internal lock in the two-layer or multi-layer plate. Although self-punching riveting is a new thin-plate bonding technology, its mechanical properties are better than that of traditional spot welding. Self-punching riveting technology has been widely used in automobile industry, so it has aroused wide interest in other industrial fields. Self-punching riveting technology is regarded as the next generation connection technology, and it is a key technology in the process of automobile lightweight. The development of finite element method and computer technology can help to study its forming process and parameter optimization, and reduce the research cost. In order to better understand the forming process of the self-punching riveting head and optimize the process parameters, this paper first studies the forming process of the self-punching riveting head by numerical method and experimental method. A 2D axisymmetric model based on Cowper-Symonds material model was established by using dynamic software LS-DYNA, and the whole forming process was simulated by Lagrange method and r-adaptive mesh generation technique. The rationality of the simulation is verified by combining the experimental force-displacement curve and the joint profile. The influence of the parameters such as friction coefficient, forming time, plastic strain ratio and self-adaptive mesh interval on the forming process is analyzed. The friction coefficient directly affects the quality of self-punching riveting. The combination of different elastic modulus and Poisson's ratio and the combination of different elastic modulus and different density were analyzed by ANSYS finite element software. It is found that Poisson's ratio has little effect on the natural frequency of single-lap self-punching riveting head, and the natural frequency of self-punched riveting head increases with the increase of elastic modulus and decreases with the increase of density. On the basis of modal analysis, the response of self-punching riveting head under external load and transient performance under impact load are analyzed. Finally, the tensile shear test of the self-punching riveting head and the self-punching rivet-bond composite joint is studied, and its bearing capacity and failure mode are studied. According to the experimental results, there are two main failure modes: the riveting head pulling out from the lower plate and the lower plate breaking. The main purpose of this paper is to realize the numerical simulation of the self-punching riveting process and to study the dynamic performance of the self-punching riveting head, which provides the basis for further research.
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH131.1

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 周會成,鄧春梅,陳吉紅,黃聲華;散亂數(shù)據(jù)云的自適應網(wǎng)格劃分[J];華中科技大學學報(自然科學版);2002年10期

2 孫杰,袁國定,陳煒,姜銀方,余雷,仲志剛;沖壓成形仿真過程中有限元網(wǎng)格模型的建立[J];模具工業(yè);2003年06期

3 嚴愷;劉漢武;杜云慧;張鵬;;LS-DYNA在擠壓工藝數(shù)值模擬中的應用[J];模具工業(yè);2009年05期

4 姚勇,張?zhí)m榮,馬首文;紅山嘴水電廠發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組開路事故分析及預防[J];水力發(fā)電;1998年05期

5 董標;何曉聰;張文斌;;單搭自沖鉚接頭諧響應分析[J];新技術新工藝;2010年11期

6 于雷;汽車覆蓋件板料毛坯形狀的算法[J];長春工程學院學報(自然科學版);2005年02期

7 歲波;都東;常保華;黃華;;輕型車身自沖鉚連接技術的發(fā)展[J];汽車工程;2006年01期

8 徐安祥;擺動鉚接機的設計[J];機械工人.冷加工;1994年08期

9 鮑紅忠;臺鉆鉚接新方法[J];機械工藝師;1995年08期

10 田文明;;以沖鉚替代旋鉚的工藝設計[J];模具制造;2007年05期

相關會議論文 前3條

1 辛紅;梁昌洪;;多小波分析二維電磁散射[A];1997年全國微波會議論文集(下冊)[C];1997年

2 羅征;周新貴;于海蛟;王洪磊;趙爽;孫科;;三維C/SiC復合材料構件有限元熱耦合分析及結構優(yōu)化[A];復合材料：創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(下冊)[C];2010年

3 雷龍;李輝;;半掛車鋼板彈簧平衡懸架前支架的疲勞壽命分析[A];經(jīng)濟策論（下）[C];2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 董標;自沖鉚接頭動力學分析[D];昆明理工大學;2011年

2 嚴柯科;自沖鉚接頭動力學數(shù)值模擬與疲勞分析[D];昆明理工大學;2011年

3 高山鳳;單搭自沖鉚接頭機械性能研究[D];昆明理工大學;2010年

4 張玉濤;單搭自沖鉚接頭的動力學分析與疲勞研究[D];昆明理工大學;2011年

5 車莉;通信車矩量法分析的自適應網(wǎng)格劃分研究[D];西安電子科技大學;2010年

6 趙景怡;飛機復雜曲面成形快速模擬[D];西北工業(yè)大學;2007年

7 張耀;STL模型拓撲及形狀信息提取算法的研究[D];華中科技大學;2009年

8 王巖;干式切削加工有限元仿真技術研究[D];大連交通大學;2010年

9 王軍偉;AZ31鎂合金的自沖鉚接工藝研究[D];鄭州大學;2010年

10 王大明;缸蓋氣門座圈切削過程仿真與優(yōu)化[D];吉林大學;2011年

，

本文編號：2329189